CN107482000A - 一种led光源及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED光源，包括：基板、至少一个LED芯片、第一荧光胶层和第二荧光胶层，基板上设有发光面区域，LED芯片安装于基板上的发光面区域上；第一荧光胶层、第二荧光胶层均涂覆设于基板的发光面区域和/或LED芯片之上；第一荧光胶层的发射波的波长长于第二荧光胶层的发射波的波长并且第二荧光胶层设于第一荧光胶层之上。本发明还提供了一种LED光源的制作方法。本发明不仅能够避免荧光粉之间的交叉激发，有效控制荧光粉激发光谱，同时提升产品最大视觉效能，提升材料光能转换效率、优化光源显指、提高热稳定性、减少色漂、降低热耗。

Description

一种LED光源及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种LED光源，尤其涉及一种LED光源及其制作方法。
背景技术
目前，高光效与高显指一直是LED行业所追求的光源品质指标，但目前LED封装行业的技术水平往往只能做到提高其中一个指标，绝大多数情况下光效与显指存在相互矛盾的关系，此涨彼消。
而影响光效和显指的重要原因之一是LED封装中的点胶(或点粉)工艺。当前LED封装大部分是采用两种或以上荧光粉与封装胶直接混合，涂覆到发光芯片表面，直接通过蓝光激发混合的荧光胶发光。一般地，激发光的波长比发射光的波长要短，因为激发光比发射光具有更高的能量(也即是更高的频率)。那么，从激发光和发射光的光谱图(如图1和2所示)中可以看出，黄绿荧光粉的激发光的光谱大概在400nm-500nm，而发射光的光谱大概在470nm-650nm；红色荧光粉的激发光谱大概在600nm以下，而发射光的光谱大概在590nm-720nm。也就是说，蓝光(其是LED最常用的激发光源)可以激发黄绿荧光粉，也可以激发红色荧光粉；黄绿荧光粉受激发射的光有一部分可以激发红色荧光粉，并使得红色荧光粉光谱产生红移；但红色荧光粉受激发射的光，不能激发黄绿荧光粉。常规的混合点粉工艺使红色荧光粉和黄绿荧光粉交叉混合在一起，当光源工作时，除了普通的蓝光激发黄绿粉和红粉发光以外，红色荧光粉还会吸收一部分黄绿荧光粉受激发射的光(对视觉效能有贡献的波段)，而产生红粉受激发射的红光红移现象(对视觉效能无贡献的波段)，并且随着光能转换效率降低还会带来一定的热能产生，这种现象也常称之为斯托克斯效应。因此常规工艺生产的LED光源产品常常存在视觉效能(LER)和转换效率不高、色漂不稳定、产品温度高、承载不了大功率等问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种LED光源，其能够解决现有技术中LED光源产品存在视觉效能不高、转换效率不高等问题。
本发明的目的之二在于提供一种LED光源的制作方法，其能够解决现有技术中LED光源产品存在视觉效能不高、转换效率不高等问题。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种LED光源，包括：基板、至少一个LED芯片、第一荧光胶层和第二荧光胶层，所述基板上设有发光面区域，所述LED芯片安装于基板上的发光面区域上；第一荧光胶层、第二荧光胶层均涂覆设于基板的发光面区域和/或LED芯片之上；
所述第一荧光胶层的发射波的波长长于第二荧光胶层的发射波的波长并且第二荧光胶层设于第一荧光胶层之上。
进一步地，所述基板的发光面区域的外圈上还设有一圈围坝胶。
进一步地，还包括透明硅胶，所述透明硅胶涂覆设于第一荧光胶层的下方或第二荧光胶层的上方。
进一步地，所述LED芯片为正装芯片、倒装芯片或垂直芯片。
进一步地，第一荧光胶层、第二荧光胶层均是由一种或多种同一受激发射波段的荧光粉或荧光胶粉混合物。
进一步地，所述混合物的颗粒半径为5-150um。
进一步地，第一荧光胶层、第二荧光胶层在固化时自然沉降。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种LED光源的制作方法，包括以下步骤：
制作基板电路步骤：将LED芯片固定安装在基板的发光面区域上，从而形成LED芯片基板；
设置围坝胶步骤：在LED芯片基板的发光面区域的外圈上设置一圈围坝胶；
涂覆步骤；在围坝胶圈内依次按照从下层到上层的顺序分别在LED芯片基板上涂覆胶层，并对胶层进行烘烤固化，形成LED光源；所述胶层为荧光胶层和/或透明硅胶。
进一步地，所述荧光胶层包括第一荧光胶层和第二荧光胶层，所述第一荧光胶层的发射波的波长长于第二荧光胶层的发射波的波长并且第二荧光胶层涂覆设于第一荧光胶层之上；所述透明硅胶涂覆设于第一荧光胶层的下方或第二荧光胶层的上方。
进一步地，第一荧光胶层、第二荧光胶层均是由一种或多种同一受激发射波段的荧光胶粉或荧光胶粉混合物。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种LED光源，其通过对不同荧光粉材料的分层涂覆、排布，从而避免荧光粉之间的交叉激发，有效控制荧光粉激发光谱，提升产品的最大视觉效能，提升了材料光能转换效率，优化光源显指，提高热稳定性，减少色漂，降低热耗等。
附图说明
图1为本发明提供的黄绿荧光粉的激发光和发射光的光谱图；
图2为本发明提供的红色荧光粉的激发光和发射光的光谱图；
图3为本发明提供的优选实施例一的结构示意图；
图4为本发明提供的优选实施例二的结构示意图；
图5为本发明提供的优选实施例三的结构示意图；
图6为本发明提供的优选实施例四的结构示意图；
图7为本发明提供的LED光源和常规的LED光源的光谱形状效果图。
图中：1、基板；2、围坝胶；3、LED芯片；4、第一荧光胶层；5、第二荧光胶层；6、透明硅胶。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例
一种LED光源，包括基板、LED芯片、第一荧光胶层和第二荧光胶层，其中第一荧光胶层的发射波的波长长于第二荧光胶层的发射波的波长，并且第一荧光胶层涂覆设于第二荧光胶层的下层。比如，第一荧光胶层为红色荧光胶层，第二荧光胶层为黄绿荧光胶层。当然若第一荧光胶层的发射波的波长短于第二荧光胶层的发射波的波长时，就需要将第二荧光胶层涂覆设于第一荧光胶层的下层。也即是，将发射波的波长较长的荧光胶层设于发射波的波长较短的荧光胶层的下方。
其中LED芯片安装于基板的发光面区域上，第一荧光胶层、第二荧光胶层均依次按照顺序涂覆设于所述发光面区域和/或LED芯片之上。也即是LED芯片设于基板的发光面区域之上，而在发光面区域以及LED芯片之上首先涂覆第一荧光胶层，然后在涂覆第二荧光胶层。另外，LED芯片可以有多个，每两个相邻的LED芯片之间均预留有间隙。当荧光胶层涂覆设于发光面区域和/或LED芯片上时，其间隙内也会被填充。
优选地，在沿着基板的发光面区域的外圈上还涂覆设置有围坝胶，该围坝胶正好将荧光胶层固定封装在一起。
其中LED芯片可以是正装芯片、倒装芯片或者垂直芯片。
优选地，第一荧光胶层、第二荧光胶层均是由一种或多种同一受激发射波段的荧光粉或者胶粉混合而成的混合物，而且其混合物颗粒粒径为1-2倍，其半径大约在5-150um。
另外，第一荧光胶层、第二荧光胶层在固化时静置自然沉降，可使得荧光粉的大部分分布在荧光胶层底部。
优选地，还包括透明硅胶，该透明硅胶具有良好的导热性能，不仅为光源提供良好的散热效果，还可以起到保护LED光源的作用，减少光的损耗。该透明硅胶可以是涂覆在第二荧光胶层的上层，也可以涂覆在第一荧光胶层的下层。透明硅胶还可以是由第二荧光胶层经过自然沉降后所形成的。
根据不同的荧光胶层、透明硅胶的排布的不同，本发明还提供了以下优选地实施例(当然本发明所涉及到的实施例不仅仅只局限于本申请中所给出的优选实施例)，其具体描述如下：
如图3所示，为本发明提供的第一优选实施例。LED芯片3安装于基板1的发光面区域上，并且每两个LED芯片3之间均设置有间隙。第一荧光胶层4涂覆设于基板1中发光面区域底层以及LED芯片3的间隙中，其厚度小于150um。第二荧光胶层5涂覆设于第一荧光胶层4之上，并且覆盖LED芯片3的表面，其厚度小于150um(另外，该厚度值也可以是根据具体的需求进行设置，并不仅仅只限制于150um，下同。)。在本实施例里面还在第二荧光胶层5上设置透明硅胶6，这样有利于LED光源的热量快速散走，有效提高光源的稳定性和可靠性。另外，在基板1的发光面区域的外圈上还涂覆设置一圈围坝胶2，从而使得第一荧光胶层4、第二荧光胶层5、透明硅胶6等固定在围坝胶2内。同时，其制作方法如下：
S11、将LED芯片安装装配图规定的位置固定在基板的发光面区域上，并将LED芯片与基板焊接在一起，形成完整的LED芯片基板；
S12、在LED芯片基板上用围坝胶沿着发光面区域的外圈围一圈，形成一个保护区；
S13、在围坝胶圈内涂覆第一荧光胶层，并对第一荧光胶层烘烤固化，此时，第一荧光胶层的厚度小于LED芯片的厚度；
S14、在围坝胶圈内第一荧光胶层上涂覆第二荧光胶层，并且覆盖LED芯片，并对第二荧光胶层烘烤固化；
S15、在围坝胶圈内第二荧光胶层上涂覆透明硅胶，从而封装成LED光源。
如图4所示，为本发明提供的第二优选实施例。LED芯片3安装于基板1的发光面区域上，并且每两个LED芯片3之间均设置有间隙。第一荧光胶层4涂覆设于基板1中发光面区域底层以及LED芯片3的间隙中，其厚度小于150um。第二荧光胶层5位于第一荧光胶层4之上以及LED芯片3的间隙中，其厚度小于150um。第二荧光胶层5上也设置有透明硅胶6。另外，在基板1的发光面区域的外圈上还涂覆设置一圈围坝胶2，从而使得第一荧光胶层4、第二荧光胶层5、透明硅胶6等固定在围坝胶2内。
同时，其制作方法如下：
S21、将LED芯片安装装配图规定的位置固定在基板的发光面区域上，并将LED芯片与基板焊接在一起，形成完整的LED芯片基板；
S22、在LED芯片基板上用围坝胶沿着发光面区域的外圈围一圈，形成一个保护区；
S23、在LED芯片基板上涂覆第一荧光胶层，并对第一荧光胶层烘烤固化，此时，第一荧光胶层其厚度应低于LED芯片；
S24、在围坝胶圈内第一荧光胶层上涂覆第二荧光胶层，并对第二荧光胶层烘烤固化，此时，第二荧光胶层的厚度与LED芯片齐平；
S25、在围坝胶圈内第二荧光胶层上涂覆透明硅胶，从而封装成LED光源。
如图5所示，为本发明提供的第三优选实施例。LED芯片3安装于基板1的发光面区域上，并且每两个LED芯片3之间均设置有间隙。第一荧光胶层4涂覆设于基板1中发光面区域底层以及LED芯片3的间隙并且覆盖LED芯片3的表面，使得LED芯片3处于第一荧光胶层4与基板1之间。第二荧光胶层5涂覆设于第一荧光胶层4之上，并且与设置在基板1上的围坝胶2齐平。由于第二荧光胶层5在固化时静置自然沉降，从而可使得第二荧光胶层5的上半部分可起到透明硅胶6的作用。也即是本实施例不需要额外涂覆透明硅胶6，也可以实现透明硅胶6的功能。另外，在基板1的发光面区域的外圈上还涂覆设置一圈围坝胶2，从而使得第一荧光胶层4、第二荧光胶层5、透明硅胶6等固定在围坝胶2内。同时，其制作方法如下：
S31、将LED芯片安装装配图规定的位置固定在基板的发光面区域上，并将LED芯片与基板焊接在一起，形成完整的LED芯片基板；
S32、在LED芯片基板上用围坝胶沿着发光面区域的外圈围一圈，形成一个保护区；
S33、在LED芯片基板上涂覆第一荧光胶层，并且第一荧光胶层覆盖LED芯片，并对第一荧光胶层烘烤固化；
S34、在围坝胶圈内第一荧光胶层上涂覆第二荧光胶层，并且第二荧光胶层与围坝胶齐平，并对第二荧光胶层烘烤固化，形成LED光源。
如图6所述，为本发明提供的第三优选实施例。LED芯片3安装于基板1的发光面区域上，并且每两个LED芯片3之间均设置有间隙。透明硅胶6涂覆设于基板1中发光面区域底层以及LED芯片3的间隙并且覆盖LED芯片3的表面，使得LED芯片3处于透明硅胶6与基板1之间。第一荧光胶层4涂覆设于透明硅胶6之上，厚度小于150um；第二荧光胶层5涂覆设于第一荧光胶层4之上，厚度小于150um。另外，在基板1的发光面区域的外圈上还涂覆设置一圈围坝胶2，从而使得第一荧光胶层4、第二荧光胶层5、透明硅胶6等固定在围坝胶2内。
同时，其制作方法如下：
S41、将LED芯片安装装配图规定的位置固定在基板的发光面区域上，并将LED芯片与基板焊接在一起，形成完整的LED芯片基板；
S42、在LED芯片基板上用围坝胶沿着发光面区域的外圈围一圈，形成一个保护区；
S43、在LED芯片基板以及围坝胶圈内涂覆透明硅胶，并且使得透明硅胶覆盖LED芯片；
S44、在围坝胶圈内透明硅胶上涂覆第一荧光胶层，并对第一荧光胶层烘烤固化；
S45、在围坝胶圈内第一荧光胶层上涂覆第二荧光胶层，并且第二荧光胶层与围坝齐平，并对第二荧光胶层烘烤固化，形成LED光源。
本发明提供了一种LED光源，其通过对不同荧光粉材料的分层涂覆、排布，从而避免荧光粉之间的交叉激发，有效控制荧光粉激发光谱，提升产品的最大视觉效能，提升了材料光能转换效率，优化光源显指，提高热稳定性，减少色漂，降低热耗等。
另外，将本发明提供的分层涂覆工艺制作的LED光源与常规工艺制作的光源相比，如图7所示，本发明中的光谱具有更宽的半宽高，意味着LED光源的显指越高；而且光谱在500-550um具有更高的相对光强值，意味着LED光源具有更佳的视觉效果。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种LED光源，其特征在于包括：基板、至少一个LED芯片、第一荧光胶层和第二荧光胶层，所述基板上设有发光面区域，所述LED芯片安装于基板上的发光面区域上；第一荧光胶层、第二荧光胶层均涂覆设于基板的发光面区域和/或LED芯片之上；
所述第一荧光胶层的发射波的波长长于第二荧光胶层的发射波的波长并且第二荧光胶层设于第一荧光胶层之上。
2.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于：所述基板的发光面区域的外圈上还设有一圈围坝胶。
3.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于：还包括透明硅胶，所述透明硅胶涂覆设于第一荧光胶层的下方或第二荧光胶层的上方。
4.如权利要求1-3任意一项所述的LED光源，其特征在于：所述LED芯片为正装芯片、倒装芯片或垂直芯片。
5.如权利要求1-3任意一项所述的LED光源，其特征在于：第一荧光胶层、第二荧光胶层均是由一种或多种同一受激发射波段的荧光粉或荧光胶粉混合物。
6.如权利要求5所述的LED光源，其特征在于：所述混合物的颗粒半径为5-150um。
7.如权利要求1-3任意一项所述的LED光源，其特征在于：第一荧光胶层、第二荧光胶层在固化时自然沉降。
8.一种LED光源的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
制作基板电路步骤：将LED芯片固定安装在基板的发光面区域上，从而形成LED芯片基板；
设置围坝胶步骤：在LED芯片基板的发光面区域的外圈上设置一圈围坝胶；
涂覆步骤；在围坝胶圈内依次按照从下层到上层的顺序分别在LED芯片基板上涂覆胶层，并对胶层进行烘烤固化，形成LED光源；所述胶层为荧光胶层和/或透明硅胶。
9.如权利要求8所述的LED光源的制作方法，其特征在于：所述荧光胶层包括第一荧光胶层和第二荧光胶层，所述第一荧光胶层的发射波的波长长于第二荧光胶层的发射波的波长并且第二荧光胶层涂覆设于第一荧光胶层之上；所述透明硅胶涂覆设于第一荧光胶层的下方或第二荧光胶层的上方。
10.如权利要求9所述的LED光源的制作方法，其特征在于：第一荧光胶层、第二荧光胶层均是由一种或多种同一受激发射波段的荧光胶粉或荧光胶粉混合物。
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